Interazione antigeneanticorpo Domini immunoglobulinici catena leggera Variability of
Interazione antigene-anticorpo
Domini immunoglobulinici catena leggera
Variability of amino acids in related proteins Wu & Kabat 1970 100 Variability 80 Cytochromes C 60 40 20 20 40 60 80 100 120 Amino acid No. 100 Variability Human Ig heavy chains 80 60 40 20 20 40 60 80 100 120 Amino acid No.
Framework and Hypervariable regions • Distinct regions of high variability and conservation led to the concept of a FRAMEWORK (FR), on which hypervariable regions were suspended. • Most hypervariable regions coincided with antigen contact points - the COMPLEMENTARITY DETERMINING REGIONS (CDRs) FR 1 CDR 1 FR 2 CDR 2 Variability FR 3 CDR 3 FR 4 100 80 60 40 20 20 40 60 80 100 120 Amino acid No.
Variabilità degli aminoacidi nelle regioni V delle Ig FR, frame region HV, hyper-variable region
Complementary-Determing Regions CDRs • Le 3 regioni HV corrispondono ai 3 CDR • Ciascun dominio VL e VH presenta 3 CDR • I 3 CDR di ciascuna catena sono organizzati spazialmente in modo da costituire una superficie complementare all’antigene
L & H chain folding to yield 3 CDR in each chain to form walls of ag binding groove
Hypervariable CDRs are located on loops at the end of the Fv regions Hypervariable regions
Space-filling model of (Fab)2, viewed from above, illustrating the surface location of CDR loops Light chains Heavy chains CDRs Green and brown Cyan and blue Yellow
Hypervariable loops and framework: Summary • The framework supports the hypervariable loops • The framework forms a compact b barrel/sandwich with a hydrophobic core • The hypervariable loops join, and are more flexible than, the b strands • The sequences of the hypervariable loops are highly variable amongst antibodies of different specificities • The variable sequences of the hypervariable loops influences the shape, hydrophobicity and charge at the tip of the antibody • Variable amino acid sequence in the hypervariable
Antigens vary in size and complexity Hapten Protein: Influenza haemagglutinin 1, 25 -diidrossicolecalciferolo
Antigen interacts with an extended antibody surface or a groove in the antibody surface Antibodies interact with antigens in a variety of ways Antigen inserts into a pocket in the antibody
Finlay, W. J. & Almagro, J. C. Frontiers in immunology 3, 342, (2012).
Gli antigeni possono legarsi in tasche, grondaie, superfici estese, . .
Determinante conformazionale Epitopo discontinuo Determinante “lineare” Epitopo continuo
Coinvolte diverse forze in interazione antigene-anticorpo
Forza dell’interazione antigene-anticorpo • Ciascuna interazione è relativamente debole –richiesto numero elevato di interazioni per avere un’interazione forte tra antigene e anticorpo • Queste interazioni operano a distanza molto breve – 10 -7 mm = 1 angstrom, Å • Una forte interazione Ag-Ab richiede quindi un elevato grado di complementarità tra Ag e Ab –sebbene singole interazioni possano contribuire maggiormente
Affinità e Avidità - Affinità = forza del singolo legame tra anticorpo e antigene • L’avidità degli anticorpi deriva dalla somma delle affinità di siti di legame multipli • L’affinità di un sito di legame non sempre riflette la reale forza dell’interazione Ag-Ab • Quando antigeni complessi contenenti epitopi ripetuti interagiscono con anticorpi dotati di siti multipli di legame, l’interazione di una molecola di anticorpo con una molecola di antigene in un sito, aumenta la probabilità di reazione tra queste due molecole in un secondo sito • La forza di queste interazioni multiple tra un anticorpo multivalente e l’antigene è detta avidità.
Valenza e avidità nell’interazioni antigene-anticorpo
Fine specificità degli anticorpi
Why do antibodies need an Fc region? The (Fab)2 fragment can • Detect antigen • Precipitate antigen • Block the active sites of toxins or pathogen-associated molecules • Block interactions between host and pathogen-associated molecules but can not activate • Inflammatory and effector functions associated with cells • Inflammatory and effector functions of complement • The trafficking of antigens into the antigen processing pathways
Gli anticorpi eliminano l’antigene con tre meccanism NEUTRALIZZAZIONE RECLUTAMENTO DI CELLULE OPSONIZZAZIONE ADCC ATTIVAZIONE (FISSAZIONE) DEL COMPLEMENTO
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